Что такое подхват двигателя

Что такое подхват двигателя

Международная компания SCHNEIDER ELECTRIC является мировым лидером в производстве электротехнического оборудования низкого напряжения и средств автоматизации. Продукция компании — это широчайшая гамма электрооборудования и услуг под всемирно известными марками Merlin Gerin, Telemecanique и Square D для четырех сегментов рынка: строительство, инфраструктура, промышленность, электроэнергетика.

Область применения:
» горизонтальная транспортировка грузов (небольшие конвейеры)
» вентиляция
» перекачка
» контроль доступа, автоматические двери
» специальные механизмы (смесители, моечные машины, центрифуги)

Краткая характеристика:
» мощность от 0.18 до 2.2кВт
» для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и питанием от однофазной или трехфазной сети с тремя типами сетевого питания
» напряжение 100-230В
» полная защита двигателя и преобразователя
» двух- и трехпроводное управление
» динамическое торможение при остановке
» переключение темпов
» подхват на ходу
» векторное управление и прикладные функции

Область применения:
» вентиляторы
» установки для кондиционирования воздуха
» насосы
» компрессоры
» транспортировочное и фасовочно-упаковочное оборудование

Краткая характеристика:
» мощность от 0.37 до 15кВт
» для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором и питанием от однофазной или трехфазной сети
» напряжение 200-500В
» энергосбережение
» ПИ-регулирование
» полная защита двигателя и преобразователя
» работа в пошаговом режиме управления, двух- и трехпроводное управление
» переключение заданий и темпов разгона-торможения
» автоматический захват с поиском скорости (подхват на ходу)
» автоматическое ограничение работы на нижней скорости

Область применения:
» транспортировочное оборудование (небольшие конвейеры, электротали)
» фасовочно-упаковочное оборудование
» специальные механизмы (мешалки, смесители, текстильные машины)
» насосы
» компрессоры
» вентиляторы

Краткая характеристика:
» мощность от 0.18 до 15кВт
» для асинхронных двигателей с короткозамкнутым ротором питанием от однофазной или трехфазной сети с четырьмя типами сетевого питания напряжением 200-600В
» полная защита двигателя и преобразователя
» линейные S-, U-образные и индивидуальные кривые разгона-торможения
» работа в режиме «быстрее-медленнее»
» 16 предварительно заданных скоростей
» ПИ-регулятор и задание для него
» двух- и трехпроводное управление
» логика управления тормозом
» автоматический захват с поиском скорости и повторный пуск
» конфигурирование неисправности и типов остановки

Область применения:
» отопление
» вентиляция
» водоснабжение
» кондиционирование воздуха
» инженерные системы подачи жидкостей и газов

Краткая характеристика:
» мощность от 0.75 до 315кВт
» для трехфазных асинхронных двигателей с сетевым питанием 380-460В
» энергосбережение
» автоматический повторный пуск и поиск скорости («подхват на ходу»)
» адаптация ограничения тока в зависимости от скорости
» функция «быстрее-медленнее», предварительно заданные скорости
» ПИ-регулятор с предварительными заданиями
» счетчик энергии и времени наработки
» уменьшение шума двигателя
» полная защита двигателя и преобразователя: тепловая защита, защита от перегрузок, защита посредством пропуска резонансных частот, защита путем управления большинством неисправностей
» адаптация к системам автоматизации и управления: 2 аналоговых входа, 1 аналоговый выход, 4 дискретных входа, 2 релейных выхода, съемные клеммники, последовательный интерфейс RS-485 со встроенным протоколом ModBus

Преобразователь частоты TOSVERT-MV предназначен для создания регулируемых асинхронных электроприводов в установках и механизмах, имеющих переменную нагрузку.

Область применения:
» подъемно-транспортное оборудование
» фасовочно-упаковочное оборудование
» специальные механизмы
» вентиляторы и установки кондиционирования воздуха
» насосы
» компрессоры
» сложные высокотехнологичные механизмы

Краткая характеристика:
» мощность от 0.37 до 75кВт
» для трехфазных асинхронных двигателей с сетевым питанием 200-500В
» пуск, динамическое торможение, торможение до полной остановки, а также регулирование скорости двигателя
» энергосбережение, ПИ-регулирование
» логика управления тормозом
» регулирование скорости с обратной связью по тахогенератору или импульсному датчику
» работа в режиме «быстрее-медленнее», S- и U-образные кривые разгона-торможения, заданные скорости, работа в пошаговом режиме
» автоматический захват с поиском скорости (подхват на ходу)
» адаптируемое к скорости ограничение тока для вентиляторов
» автоматическое ограничение времени работы на нижней скорости, полная защита двигателя и преобразователя частоты

Область применения:
» вентиляторы и установки кондиционирования воздуха
» насосы
» конвейеры
» дробилки
» подъемно-транспортное оборудование

» мощность от 75 до 630кВт
» для трехфазных асинхронных двигателей с сетевым питанием 400-500В
» двойная конфигурация (2 двигателя)
» встроенный ПИД-регулятор
» задание до 7 предварительно выбранных скоростей
» пошаговая работа
» пропуск частотных окон
» функции компаратора
» пуск и регулирование скорости с помощью алгоритма векторного управления потоком
» 4 уровня энергосбережения для применений с переменным моментом
» полная защита двигателя и преобразователя
» автоматический захват с поиском скорости (подхват на ходу)
» увеличенный пусковой момент
» раздельное питание цепей управления

Область применения:
» погрузочно-разгрузочные операции
» подъемно-транспортное оборудование
» деревообрабатывающие машина
» технологическое оборудование
» текстильные машины
» фасовочно-упаковочное оборудование

Краткая характеристика:
» мощность от 75 до 500кВт
» для трехфазных асинхронных двигателей с сетевым питанием 380-500В
» встроенные фильтры ЭМС класса А
» пусковой момент до 220% от номинального
» векторное управление потоком
» автоподстройка к параметрам двигателя
» выходная частота до 1000Гц
» многоуровневая защита
» номы и сертификаты UL, CSA, CE, Ctick, ГОСТ

О чип тюнинге

Чип-тюнинг работы двигателя

• Чип-тюнинг представляет собой изменение коэффициентов коррекции в памяти ПЗУ.
• Чип-тюнинг повышает отдачу двигателя за счёт увеличения наполнения цилиндров и измения состава смеси.
• Динамические характеристики двигателя, прошедшего чип-тюнинг, становятся более эластичными.
• На автомобиле прошедшем чип-тюнинг, подхват двигателя произойдёт на более низких оборотах.
• Взамозависимость параметров работы двигателя
• Работа двигателя — это всегда компромисс между многими величинами. Основополагающими для разработчиков сегодня является себестоимость, экономичность, ресурс двигателя и токсичность выхлопа.

Не рассматривая экономические стороны, подробнее рассмотрим все за и против:

• Ресурс двигателя с меньшей отдачей выше, чем аналогичный параметр у более форсированного двигателя
• Требования к качеству топлива в варианте с форсированным двигателем выше
• Жёсткие нормы по уровню токсичности заставляют разработчиков переводить двигатели на работу с более обеднёнными смесями и устанавливать катализаторы

Со стороны потребителя требования к двигателю тоже взаимоисключающие. Хочется высокой мощности, крутящего момента, надёжности и огромного ресурса — при всём этом желательно заправлять автомобиль самым дешевым топливом и иметь маленький его расход. Однако чудес на свете не бывает — улучшение одних параметров всегда ухудшает другие. Поэтому для нас всегда есть выбор — довериться разработчикам и оставить всё как есть или пойти по пути экспериментов по доводке установленного на Вашем автомобиле двигателя.

Сделать с двигателем можно многое, однако стоимость многих радикальных переделок зачастую оказывается просто невыгодной. Намного проще вложить эти деньги в приобретение автомобиля с более мощным двигателем. Но если Вы все же решились на доводку двигателя своего автомобиля, запомните, что получить более высокую отдачу от двигателя можно лишь увеличив наполнение цилиндров и изменив состав смеси. Методов увеличения наполнения существует множество.

Методы повышения КПД двигателя

Уменьшение сопротивления потоку воздуха — замена воздушного фильтра, замена или переделка корпуса дроссельной заслонки, замена или расточка и шлифовка впускного коллектора, переделка головки блока (замена клапанов на клапана с большим диаметром и расточка воздушных каналов), установка или оптимизация работы наддува. Тем же целям служит и установка распредвала с другим профилем кулачков — для изменения величины и продолжительности открытия клапанов. Оптимизация состава рабочей смеси — изменение количества топлива для разных режимов работы достигается несколькими способами: Увеличение магистрального давления топлива заменой или настройкой регулятора давления топлива и изменение программы работы ЭБУ (чип-тюнинг).

Механизм изменения фаз ГРМ — оптимизация фаз газораспределения для различной частоты вращения двигателя.

Оптимизация выпуска — Улучшение продувки цилиндров снижением сопротивления выпускного коллектора и глушителя (в идеале следует поставить трубу большого диаметра и причём без изгибов). Мы специально не рассматриваем варианты требующие расточки блока, обрезки поршней или замены коленвала — у нас стоит задача получить максимальную мощность от того же двигателя. Кроме того, многие из вышеперечисленных методов требуют вмешательства в механическую часть двигателя — что в случае нового автомобиля автоматически лишает Вас возможности гарантийного ремонта. Так что же можно сделать с двигателем без особых затрат и не боясь потерять гарантию? Ответ тут один — чип-тюнинг.

Что такое чип-тюнинг?

Что же такое чип применительно к автомобильному двигателю? В любой блок управления заложена программа его работы. Набор поправочных коэффициентов для различных режимов работы двигателя заложен в ПЗУ блока. Блок управления получая сигналы от различных датчиков, управляет работой исполнительных устройств для обеспечения оптимальной (зачастую по мнению разработчиков) работы двигателя. Необходимые параметры для управления исполнительными устройствами вычисляются в соответствии с приходящими данными и набором коэффициентов коррекции, заложенных в ПЗУ. Таким образом, желая изменить работу двигателя, не изменяя механических его составляющих, мы имеем для этого два очевидных пути: Первый — изменение входящих сигналов (для примера — изменение жёсткости возвратной пружины заслонки расходомера воздуха). Второй — изменение коэффициентов коррекции в памяти ПЗУ (чип-тюнинг).

Какие параметры регулируется при чип-тюнинге?

Для увеличения мощности двигателя мы можем изменить установку угла опережения зажигания, величину времени впрыска, отключить или изменить режим работы систем, контролирующих токсичность выхлопных газов, для двигателей с наддувом можно изменить величину давления наддува и другие параметры управления двигателем. Кроме того, возможно увеличить максимально разрешённые обороты двигателя и максимально допустимую скорость автомобиля (при её электронном ограничении).

Зачем делают чип-тюнинг?

Каждый сам принимает решение самостоятельно, но тот, кто хоть раз проехал на машине, прошедшей чип-тюнинг, решает этот вопрос для себя однозначно — да! Дело в том, что мало кто ездит на режиме максимальной мощности — намного важнее для повседневной езды — крутящий момент и эластичность двигателя. Если Вы посмотрите на график мощности и момента двигателя до чип-тюнинга и после, то обратите внимание на то, что равные величины момента достигаются на разных оборотах двигателя. Что это означает, что при резком нажатии на педаль газа чипованного автомобиля, подхват двигателя произойдёт на более низких оборотах. Кроме того, в городском потоке отпадает необходимость переключаться на пониженную передачу.

Полезные функции оборудования

Работа по расписанию

Управление дополнительным двигателем

Защита от потери нагрузки

Подхват — включение на вращающийся двигатель

Настройка и диагностика

Работа по расписанию

Работа многих объектов характеризуется тем, что необходимое значение технологического параметра циклически изменяется в течение суток или в течение недели. Типичный пример — это насосные станции водоснабжения жилых домов. Для таких станций график расхода является одинаковым для каждого дня; при этом существуют часы пиковой загрузки, когда насос работает с полной производительностью, и часы, когда производительность насоса снижается до минимальной. Регулирование с использованием датчика давления в таких системах затруднено из-за большой протяженности трубопроводов и необходимости поддерживать давление именно в удаленной диктующей точке сети, а не на выходе насоса.

Отличное решение в такой ситуации — это автоматическое изменение скорости вращения двигателя, а, следовательно, и производительности насоса в соответствии с заданным расписанием. Это возможно благодаря наличию в преобразователе частоты встроенного модуля часов реального времени. Каждое событие, настроенное для этого модуля, включает следующую информацию:

• выполняемое действие (пуск, останов, изменение уставки частоты или давления)
• время суток, когда наступает событие
• дни недели, в которые событие может наступить

Еще один пример использования расписания — системы кондиционирования, которые должны обеспечивать микроклимат в помещении, например с 7 до 18 часов, а остальное время могут быть отключены. Работа преобразователя частоты или устройства плавного пуска с использованием расписания позволит решить эту задачу без участия оператора!

Наличие функции:

Преобразователи частоты: Да

Устройства плавного пуска: Да (только управление пуском и остановом)

ПИД-регулирование

Наличие встроенного ПИД-регулятора позволяет просто и быстро организовать управление любым параметром технологического процесса, который зависит от скорости вращения вала двигателя. Все что необходимо для построения замкнутой системы управления — это подключить датчик технологического параметра к преобразователю частоты и настроить параметры ПИД-регулятора! Наиболее часто регулируемыми параметрами являются давление или расход воды, температура или степень разрежения воздуха. Именно использование ПИД-регулятора позволяет отказаться от использования задвижек и добиться максимального технико-экономического эффекта от внедрения преобразователей частоты.

Особенностью всех преобразователей частоты производства ООО «Электротекс-ИН» является задание требуемой уставки и отображение измеренного технологического параметра в реальных величинах (м.в.ст, атм, кг и т.п.), при этом за счет калибровки обеспечивается точное соответствие показаний на пульте управления и на установленном контрольно-измерительном приборе.

Наличие функции:

Преобразователи частоты: Да

Устройства плавного пуска: Нет

Управление дополнительным двигателем

В насосных и тягодутьевых механизмах часто встречается работа нескольких насосов или вентиляторов на общую сеть, а регулирование производительности системы осуществляется изменением числа включенных насосов (вентиляторов). При использовании преобразователей частоты с функцией «управление дополнительным двигателем» возможен переход к плавному регулированию производительности без замены остального оборудования. В этом случае один насос или вентилятор используется в качестве регулируемого, а остальные — как вспомогательные.

Рассмотрим для примера насос, работающий на частоте 41 Гц и обеспечивающий подачу 83 м3/час. При росте водопотребления частота вращения насоса также возрастает; если частота превышает 47 Гц в течение 2 минут, то преобразователь частоты выдает сигнал на пуск дополнительного двигателя. При этом на время пуска дополнительного двигателя частота вращения основного снижается для исключения гидравлического удара в трубопроводе. После окончания пуска дополнительного двигателя преобразователь частоты продолжает плавно регулировать частоту вращения основного для обеспечения требуемой производительности. Когда же производительность двух насосов станет избыточной, преобразователь частоты выдаст сигнал на отключение дополнительного двигателя. Отметим, что пуск и останов дополнительного двигателя возможен как напрямую от сети, так и с использованием устройств плавного пуска. Таким образом, в системе будет обеспечиваться оптимальная производительность при отсутствии гидравлических ударов!

Наличие функции:

Преобразователи частоты: Да

Устройства плавного пуска: Нет

«Спящий» режим

При работе насоса с регулированием давления по датчику обратной связи возможна ситуация, когда водоразбор отсутствует. В этом случае преобразователь частоты будет снижать частоту вращения двигателя до тех пор, пока не достигнет минимально допустимой частоты. Однако, если водоразбор при этом будет по-прежнему отсутствовать, то даже при минимальной производительности насоса давление в трубопроводе будет продолжать расти. В конечном результате это может привести к порыву трубопровода или к аварийному отключению насоса по сигналу превышения давления. Аналогичная ситуация характерна для вентиляторов и компрессоров при отсутствии потребления воздуха, когда из-за требуемой малой производительности они в действительности не влияют на регулируемый параметр (давление, разряжение, температуру. ). Для предотвращения подобных ситуаций в преобразователях частоты предусмотрена защитная функция «спящий режим». Например, если частота вращения двигателя опустится ниже заданной минимальной границы 25 Гц, а давление будет превышать заданное на 0,2 МПа в течение 65 секунд, то преобразователь остановит насос. При этом давление в трубопроводе будет контролироваться. Как только давление в трубопроводе будет меньше заданного на 0,1 МПа в течение 30 секунд, преобразователь автоматически запустит двигатель и продолжит регулировать давление.

Наличие функции:

Преобразователи частоты: Да

Устройства плавного пуска: Нет

Защита от потери нагрузки

Многие современные насосы используют сальники и графитовые подшипники, смазываемые и охлаждаемые перекачиваемой жидкостью. Отсутствие жидкости или «заглатывание» насосом воздуха приводит к перегреву этих элементов и выходу их из строя в течение нескольких секунд. Еще одно «проблемное место» — это механизмы с муфтами или ременными передачами. В случае обрыва ремня или срыва муфты необходимо остановить технологический процесс для исключения дальнейшего разрушения механизмов. Обрыв ремня, так же как и пропадание жидкости или кавитация в насосе характеризуется резким снижением нагрузки на валу двигателя. Преобразователь частоты или устройство плавного пуска отслеживают нагрузку на валу двигателя, и в случае ее снижения ниже установленного уровня производится останов двигателя, предупреждая выход насоса или приводного механизма из строя.

Наличие функции:

Преобразователи частоты: Да

Устройства плавного пуска: Да

Подхват — включение на вращающийся двигатель

В случае недопустимого снижения или отключения напряжения питающей сети преобразователь частоты отключится, а двигатель будет останавливаться самовыбегом. Если приводной механизм имеет большой момент инерции, как, например, у вентилятора воздуходувки, то его полный останов самовыбегом может длиться более часа! Если повторное автоматическое включение произвести до полного останова, то возникнет сильный токовый удар в обмотках двигателя, сопровождающийся механическим ударом в приводном механизме. Аналогичная ситуация возможна в насосах, когда при отсутствующем или неисправном обратном клапане двигатель под действием противонапора раскручивается в обратном направлении и попытка пуска неизбежно приводит к огромным токовым перегрузкам.

Для обеспечения безударного плавного включения на вращающийся двигатель в подобных ситуациях может быть использована функция «подхват». При использовании этой функции преобразователь частоты автоматически определяет текущую частоту вращения вала двигателя и формирует выходное напряжение таким образом, чтобы не возникло токовых перегрузок, т.е. как бы «подхватывает» двигатель. После этого двигатель плавно выводится на заданный рабочий режим. Время, требуемое для «подхвата» двигателя после восстановления напряжений питания составляет всего 4-6 секунд!

Наличие функции:

Преобразователи частоты: Да

Устройства плавного пуска: Да

Настройка и диагностика

Современные преобразователи частоты и устройства плавного пуска — это сложные устройства, работа которых зависит от настройки десятков или даже сотен параметров конфигурации. Зачастую осуществить настройку или диагностику устройства без постоянного листания руководства по эксплуатации невозможно — все параметры кодируются — F112, DRV042, FU31. Все преобразователи частоты и устройства плавного пуска производства OOO «Электротекс-ИН» оснащаются встроенным графическим пультом управления с интуитивно понятным интерфейсом и полностью русскоязычным меню. Это существенно упрощает настройку оборудования и его диагностику в процессе работы. Для обеспечения полной и качественной диагностики все параметры, характеризующие работу привода, вынесены в отдельное меню, а наиболее важные и постоянно контролируемые параметры (например, ток двигателя, частота вращения и значение давления) могут быть вынесены на экран состояния. Встроенные часы реального времени и энергонезависимая память позволяют вести журнал, в котором автоматически сохраняются до 1000 последних событий. Это облегчает анализ причин возникновения нештатных ситуаций, уменьшает риск ошибки при настройке привода. В результате упрощается мониторинг технологического процесса, повышается его надежность.

Наличие функции:

Преобразователи частоты: Да

Устройства плавного пуска: Да

Дистанционное управление

Все преобразователи частоты и устройства плавного пуска производства OOO «Электротекс-ИН» могут управляться как непосредственно со встроенного пульта управления, так и дистанционно. Для этого не требуется установка дополнительных модулей! Дистанционное управление может осуществляться одним из следующих способов:

• от пульта дистанционного управления по каналу связи RS-485;
• от персонального компьютера или любой внешней системы управления по каналу связи RS-485 с использованием стандартного протокола Modbus;
• от кнопочного поста посредством дискретных входов типа «сухой контакт».

Помимо управления преобразователем частоты или устройством плавного пуска, пульт дистанционного управления, персональный компьютер или внешняя система управления в любой момент времени обеспечивают доступ ко всей информации о работе привода, необходимой для проведения полной и качественной диагностики.

Наличие функции:

Преобразователи частоты: Да

Устройства плавного пуска: Да

Что на самом деле означает термин турбо яма?

Подхват или провал, как характеризуется турбо лаг?

Постепенное и слишком медленное повышение давления наддува, которое вы обычно считали турбо ямой, на самом деле таковым является не во всех случаях. Это явление может быть также связано с дургим показателем, термин для которого звучит как «порогом наддува», который по своей природе полностью отличается от так называемого «турбо лага», но его можно случайно перепутать с ним.

По мере того как автомобилестроители все больше обращаются к использованию турбированных двигателей малого объема, немало людей обеспокоены. Многие интересовавшиеся темой, слышали страшилки про «турбо лаги», характеризующиеся медленным, непредсказуемым появлением импульса повышенного давления во время ускорения.

На самом деле описанный выше недочет никак не относится к такой проблеме как турбо яма.

Джейсон Фенске (канал на YouTube Engineering Explained), объяснит нам суть проблемы и разграничит два абсолютно разных явления с которыми автовладельцы могут сталкиваться при эксплуатации турбированных автомобилей.

Оказывается, что явление, которое многие считали турбо лагом может иметь совершенно иную природу.

Оно скорее связано с порогом повышения наддува мотора. На оборотах при которых турбированный двигатель может начать вырабатывать достаточное количество выхлопных газов для того чтобы интенсивнее раскручивать турбину. Рассчитать порог повышения наддува двигателя можно используя данные о его объеме и коэффициенте подачи компрессора. Этот фактор напрямую связан с конструкцией двигателя. Его невозможно изменить без полного пересмотра способа движения воздуха в двигателе.

Порог наддува— это скорость вращения двигателя при которой в нем появляется достаточное количество и давление выхлопных газов для создания наддува.

А что же тогда турбо лаг? Это задержка между временем, когда вы открываете дроссель нажимая педаль акселератора и моментом, когда турбина начинает повышать давление, в момент когда двигатель находится выше порога наддува. Некоторые двигатели конструктивно обладают почти нулевым «турбо отставанием», другие напротив, грешат этим вовсю. Но в природе не существует мотора, который способен мгновенно увеличить давление турбины ниже своего порога наддува двигателя. Это просто невозможно.

Турбо лаг— дополнительная временная задержка выше порога наддува, когда дроссельная заслонка открыта и турбокомпрессор должен ускориться для создания высокого положительного давления в двигателе.

Так что в следующий раз, когда вы заметите медленный ответ дроссельной заслонки автомобиля с турбонаддувом, не спешите обвинять авто в наличии турбо лага. Задайте себе вопрос: действительно ли этот провал связан с турбо ямой или это связано с нахождением двигателя ниже порога наддува?

Видео с разъяснением (желательно включить русские субтитры):